Facile process to utilize carbonaceous waste as a carbon source for the synthesis of low cost electrocatalyst for hydrogen production

Abstract

Low cost non-noble metal electrocatalysts are highly desirable for the sustainable production of hydrogen as a renewable energy source. Molybdenum carbide (Mo2C) has been considered as the promising non-noble metal electrocatalyst for the hydrogen production via hydrogen evolution reaction (HER) through water splitting. The nanostructured nitrogen (N) incorporated carbon (C) coupled with Mo2C is the potential candidate to boost the HER activity and electrode material for the energy conversion applications. In this work, nitrogen incorporated carbon coated Mo2C (Mo2C@C/N) has been synthesized in an ecofriendly way using waste plastic as the carbon source. The pure phase Mo2C@C/N has been synthesized at 700 and 800 degrees C for 10 h. The relatively higher temperature synthesized phase shows enhanced HER activity with lower Tafel slope (72.9 mVdec(-1)) and over-potential of 186.6 mV to drive current density of 10 mAcm(-2). It also exhibits stability up to 2000 cyclic voltammetry (CV) cycles and retains the current density with negligible loss for 10 h. The higher temperature synthesized phase exhibits higher electrochemical active surface area (ECSA) and enhanced HER kinetics.

TSC Opinion

L’industrie de l’électronique commence à s’intéresser sérieusement à la gestion de fin de vie de ses déchets. Il est vrai que l’impact environnemental de la fabrication des microprocesseurs est extrêmement élevé. Les recherches portent donc, dans un premier temps, sur les composants dont les matériaux sont faciles à substituer. Il est intéressant de constater que cette démarche s’intègre dès les premières étapes de conception du nouveau système électronique, comme ceux décrits dans cette publication. L’objet de cette étude porte sur la fabrication d’un nouveau catalyseur pour produire de l’hydrogène qui servira de carburant. Le support de ce catalyseur, au lieu d’être un matériau synthétique vierge, est fabriqué à partir de déchets plastiques recyclés. Une démarche que l’on aimerait voir se généraliser à d’autres domaines d’applications dès leur conception.